การคำนวณหาค่าความแข็งเกร็งของเสาเข็ม

สวัสดีครับแฟนเพจที่รักทุกๆ ท่าน

กลับมาพบกันในทุกๆ วันอาทิตย์แบบนี้อีกครั้งหนึ่งซึ่งผมก็จะมาพบกับเพื่อนๆ เพื่อที่จะมาพูดคุยและเสวนากันถึงคำตอบในหัวข้อ “ถาม-ตอบชวนสนุก” กันนะครับ

โดยที่เมื่อวานนี้ผมได้ทำการหยิบยกเอาคำถามที่มีความเกี่ยวข้องกันกับ ความรู้ดีๆ เรื่องวิศวกรรมงานฐานราก งานดินและเสาเข็ม และก็เหมือนเช่นเคยผมคงจะต้องออกตัวอีกครั้งหนึ่งว่า คำถามประจำสัปดาห์นี้สุดแสนจะง่ายมากๆๆๆๆๆๆๆๆๆ โดยที่โจทย์ในวันนี้ก็คือ

 

หากผมมีโครงสร้างเสาเข็มสปันไมโครไพล์ที่มีรูปทรงเป็นหน้าตัดสี่เหลี่ยมจัตุรัสที่มีขนาดความกว้างและความลึกของหน้าตัดเท่ากับ 230 มม โดยที่เสาเข็มต้นนี้ใช้คอนกรีตที่มีกำลังอัดประลัยของคอนกรีตตัวอย่างรูปทรงกระบอกมาตรฐานที่อายุ 28 วัน เท่ากับ 400 กิโลกรัมต่อตารางเซนติเมตร

 

หลังจากที่ได้มีการตรวจสอบจากพื้นที่ก่อสร้างที่อยู่ข้างเคียงจากวิศวกรผู้ควบคุมงานแล้วพบว่า ลักษณะของชั้นดินในบริเวณนี้ค่อนข้างที่มีความน่าเชื่อถือได้ ชั้นดินค่อนข้างที่จะมีความคงที่ ไม่ค่อยมีความแปรปรวนมากนักและก็น่าที่จะมีความแข็งแรงมากในระดับหนึ่งด้วย ซึ่งโดยทั่วไปสำหรับบริเวณนี้สามารถที่จะทำการตอกเสาเข็มให้มีความยาวของโครงสร้างเสาเข็มได้ไม่เกิน 18 เมตร แต่ เนื่องจากยังไม่ได้มีการเก็บตัวอย่างของดินเพื่อนำไปใช้เป็นผลการทดสอบของดินในห้องปฏิบัติการจึงยังทำให้ยังไม่ทราบคุณสมบัติด้านต่างๆ ของดินที่แน่นอน จงทำการคำนวณดูว่า ค่าความแข็งเกร็งต่อการเสียรูปเนื่องจากแรงตามแนวแกน หรือ AXIAL STIFFNESS และ ค่าความแข็งเกร็งต่อการเสียรูปเนื่องจากแรงดัด หรือ ROTATIONAL STIFFNESS ของ “เสาเข็ม” ต้นนี้จะมีค่าเท่ากับเท่าใด ?

 

เอาละ เพื่อเป็นการไม่เสียเวลา ผมคิดว่าเรามาเริ่มต้นทำการคำนวณกันเลยดีกว่าเนาะ โดยเริ่มต้นทำการคำนวณหาค่า PARAMETER ต่างๆ ที่ปัญหาอาจจะไมได้ให้มาตรงๆ ซึ่งต้องทำการคำนวณออกมาซึ่งได้แก่ ค่าโมดูลัสยืดหยุ่นของคอนกรีต หรือค่า E ในสมการของเรา ค่าโมดูลัสความเฉื่อยของหน้าตัดโครงสร้างเสาเข็ม หรือค่า I ในสมการของเรา ค่าพื้นที่ของหน้าตัดโครงสร้างเสาเข็ม หรือค่า A ในสมการของเรา และสุดท้ายก็คือ ความยาวของโครงสร้างเสาเข็มส่วนที่ถูกกึ่งยึดรั้ง หรือค่า L(PFD) ในสมการของเรา ซึ่งค่าทั้งสี่ข้างต้นนี้เราสามารถที่จะทำการคำนวณได้จากข้อมูลของค่ากำลังอัดประลัยของคอนกรีตตัวอย่างรูปทรงกระบอกมาตรฐานที่อายุ 28 วัน จากข้อมูลของขนาดหน้าตัด และค่าความยาวของเสาเข็ม ที่ปัญหาข้อนี้ได้ให้มา

 

ค่า ELASTIC MODULUS ของคอนกรีตที่ใช้ทำโครงสร้างเสาเข็ม ซึ่งก็จะมีค่าเท่ากับ

 

E = Ec

 

Ec = 15100√fc’

 

Ec = 15100√(400)

 

Ec = 302000 KGF/CM^(2)

 

Ec = 3020000 T/M^(2)

 

ค่า SECTIONAL INERTIA ของโครงสร้างเสาเข็ม ซึ่งก็จะมีค่าเท่ากับ

 

I = Ip

 

Ip = 0.230^(4)/12

 

Ip = 2.332×10^(-4) M^(4)

 

ค่า SECTIONAL AREA ของโครงสร้างเสาเข็ม ซึ่งก็จะมีค่าเท่ากับ

 

A = Ap

 

Ap = 0.230^(2)

 

Ap = 0.0529 M^(2)

 

สุดท้ายก็คือ PARTIAL FIXITY DEPTH OF PILE ของโครงสร้างเสาเข็ม ซึ่งก็จะมีค่าเท่ากับ

 

L(PFD) = 0.34 x Lp

 

L(PFD) = 0.34 x 18.00

 

L(PFD) = 6.12 M

 

นอกนั้นค่าทุกๆ ค่าปัญหาก็ได้ให้มาไว้หมดแล้ว ดังนั้นเรามาทำการคำนวณค่าอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องก่อน ซึ่งก็จะเหลือเพียงค่าเดียวนั่นก็คือ ค่าความยาว Lp’ ซึ่งก็จะมีค่าเท่ากับ

 

Lp’ = Lp – L(PFD)

 

Lp’ = 18.00 – 6.12

 

Lp’ = 11.88 M

 

เรามาเริ่มต้นทำการคำนวณหาค่า Ka ค่า Kr1 และ Kr2 กันเลย โดยเริ่มต้นจากค่า Ka กันก่อน

 

Ka = A E / Lp

 

Ka = 0.0529 x 3020000 / 18.00

 

Ka = 8875 T/M ◄

 

ค่าต่อมาก็คือค่า Kr1 บ้าง

 

Kr1 = 3 E I / Lp’

 

Kr1 = 3 x 3020000 x 2.332×10^(-4) / 11.88

 

Kr1 = 178 T-M/RADIAN

 

และสุดท้ายก็คือค่า Kr2

 

Kr2 = 4 E I / Lp

 

Kr2 = 4 x 3020000 x 2.332×10^(-4) / 18.00

 

Kr2 = 157 T-M/RADIAN

 

ขั้นตอนสุดท้ายก็คือ นำเอาทั้งสองค่าข้างต้นทั้งค่า Kr1 และ Kr2 มาทำการเปรียบเทียบกันและเลือกใช้ค่า Kr จากค่าที่ “ต่ำที่สุด” จากทั้งสองค่านี้ ดังนั้นเราอาจจะสามารถเขียนได้ว่า

 

Kr = MIN. ( Kr1 , Kr2 )

 

Kr = MIN. ( 178 , 157 )

 

Kr = 157 T-M/RADIAN ◄

 

สรุป ค่าความแข็งเกร็งต่อการเสียรูปเนื่องจากแรงตามแนวแกน หรือ AXIAL STIFFNESS และ ค่าความแข็งเกร็งต่อการเสียรูปเนื่องจากแรงดัด หรือ ROTATIONAL STIFFNESS ของ “เสาเข็ม” ต้นนี้จะมีค่าเท่ากับ 8875 T/M และ 157 T-M/RADIAN ตามลำดับครับ

 

หวังว่าความรู้เล็กๆ น้อยๆ ที่ผมได้นำมาฝากแก่เพื่อนๆ ทุกๆ ท่านจากคำตอบในวันนี้น่าที่จะมีประโยชน์ต่อทุกๆ ท่านไม่มากก็น้อย และ จนกว่าจะพบกันใหม่นะครับ

 

#โพสต์ของวันอาทิตย์

#ถามตอบชวนสนุก

#ตอบปัญหาเรื่องวิศวกรรมงานฐานรากงานดินและเสาเข็ม

#อธิบายการคำนวณหาค่าความแข็งเกร็งของเสาเข็ม

 

ADMIN JAMES DEAN


บริษัท ภูมิสยาม ซัพพลาย จำกัด ผู้นำกลุ่มธุรกิจเสาเข็มสปัน ไมโครไพล์ รายแรกและรายเดียวในประเทศไทย ที่ได้การรับรองมาตรฐาน ISO 45001:2018 การจัดการอาชีวอนามัยและความปลอดภัย การให้บริการตอกเสาเข็ม The Provision of Pile Driving Service และได้รับการรับรอง ISO 9001:2015 ของระบบ UKAS และ NAC รายแรกและรายเดียวในประเทศไทย ที่ได้รับการรับรองระบบบริหารงานคุณภาพ ตามมาตรฐานในกระบวนการ การออกแบบเสาเข็มสปันไมโครไพล์ การผลิตเสาเข็มสปันไมโครไพล์ และบริการตอกเสาเข็มเสาเข็มสปันไมโครไพล์ (Design and Manufacturing of Spun Micropile/Micropile and Pile Driving Service) Certified by SGS (Thailand) Ltd.

บริษัท ภูมิสยาม ซัพพลาย จำกัด คือผู้ผลิตรายแรกและรายเดียวในไทย ที่ได้รับการรับรองคุณภาพ Endoresed Brand จาก SCG ด้านการผลิตเสาเข็ม สปันไมโครไพล์ และได้รับเครื่องหมาย มาตรฐาน อุตสาหกรรม มอก. 397-2524 เสาเข็มสปันไมโครไพล์ Spun Micro Pile พร้อมรับประกันผลงาน และความเสียหายที่เกิดจากการติดตั้ง 7+ Year Warranty เสาเข็มมีรูกลมกลวงตรงกลาง การระบายดินทำได้ดี เมื่อตอกแล้วแรงสั่นสะเทือนน้อยมาก จึงไม่กระทบโครงสร้างเดิม หรือพื้นที่ข้างเคียง ไม่ต้องขนดินทิ้ง ตอกถึงชั้นดินดานได้ ด้วยเสาเข็มคุณภาพมาตรฐาน มอก. การผลิตที่ใช้เทคโนโลยีที่ทันสมัย จากประเทศเยอรมัน เสาเข็มสามารถทำงานในที่แคบได้ หน้างานสะอาด ไม่มีดินโคลน เสาเข็มสามารถรับน้ำหนักปลอดภัยได้ 15-50 ตัน/ต้น ขึ้นอยู่กับขนาดเสาเข็มและสภาพชั้นดิน แต่ละพื้นที่ ทดสอบโดย Dynamic Load Test ด้วยคุณภาพและการบริการที่ได้มาตรฐาน เสาเข็มเราจึงเป็นที่นิยมในงานต่อเติม

รายการเสาเข็มภูมิสยาม

1. สี่เหลี่ยม S18x18 cm.

รับน้ำหนัก 15-20 ตัน/ต้น

2. กลม Dia 21 cm.

รับน้ำหนัก 20-25 ตัน/ต้น

3. กลม Dia 25 cm.

รับน้ำหนัก 25-35 ตัน/ต้น

4. กลม Dia 30 cm.

รับน้ำหนัก 30-50 ตัน/ต้น

(การรับน้ำหนักขึ้นอยู่กับสภาพชั้นดินในแต่ละพื้นที่)

☎ สายด่วนภูมิสยาม:
082-790-1447
082-790-1448
082-790-1449
091-947-8945
081-634-6586

? Web:
bhumisiam.com
micro-pile.com
spun-micropile.com
microspunpile.com
bhumisiammicropile.com